大田縣上蔡礦區(qū)灰?guī)r礦床地質特征及找礦意義

盧杰能

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心福建總隊，福建 福州 350001）

1 區(qū)域地質概況

上蔡礦區(qū)區(qū)域構造位于閩西南凹陷帶，大田復式向斜之西翼。區(qū)內出露地層有：前震旦系淺海相—深海相濁流沉積，下石炭統(tǒng)—上二疊統(tǒng)海相—海陸交互相碳酸鹽巖、碎屑巖和含煤巖系沉積建造，下三疊統(tǒng)的淺海相碎屑沉積偶夾碳酸鹽巖沉積建造，地層出露較齊全。斷裂構造以近南北向及東西向的斷裂構造廣泛發(fā)育，伴隨著斷裂構造的發(fā)育，燕山晚期巖漿活動頻繁。礦區(qū)地質圖如下。

上蔡礦區(qū)灰?guī)r礦地質略圖

2 礦區(qū)地質概況

2.1 地層

(1) 前震旦系麻源群(AnZm)。

地表未出露，為一套淺海相—深海相濁流沉積。巖性為灰綠色云母石英片巖，呈細粒鱗片變晶結構，片狀構造。主要礦物成分由云母、石英等組成，云母呈定向排列，石英呈細粒鑲嵌狀。厚度不詳。

(2) 上石炭統(tǒng)船山組(C3c)。

僅在礦區(qū)小范圍零星出露，該組地層大部分隱伏于上二疊統(tǒng)翠屏山組(P2cp)之下。呈單斜層狀產出，傾向160～170°，傾角23～25°，厚度58～150m。與下伏前震旦系麻源群地層呈斷層接觸。

巖性為片理化微層狀微晶—細晶灰?guī)r，夾有泥炭質條紋灰?guī)r，偶見有含燧石灰?guī)r。巖石呈淺灰—深灰色，微晶—細晶結構、不等粒鑲嵌晶狀結構；平行微層構造、塊狀構造。

礦石主要礦物成分為方解石，少量泥炭質。方解石呈粒狀，粗略定向排列，受平行定向應力作用而具弱片理化。不均勻分布交代殘余古生物碎屑，但均已鈣化。泥炭質呈條紋狀沿層面分布，寬度一般在1～3mm之間，局部泥炭質條紋較為密集，表現(xiàn)為泥炭質條紋灰?guī)r。

底部常具矽卡巖化，以透輝石石榴子石矽卡巖為主，鉛直厚度5～43m，局部見有零星的黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化。

(3) 下二疊統(tǒng)文筆山組(P1w)。

大面積分布于礦區(qū)東部。巖性主要為深灰色(風化后呈灰黃、黃褐色)薄層狀粉砂質泥巖、泥巖、夾粉砂巖—細砂巖，見較多星點狀黃鐵礦分布。巖石主要由云母類礦物(70%～80%)、石英(30%～20%)及微量炭質物、星點狀黃鐵礦組成，水平層理發(fā)育。地層產狀：傾向180～220°，傾角25～30°，厚度不詳。

(4) 上二疊統(tǒng)屏山組(P2cp)。

大面積分布于礦區(qū)北側、南側。巖性為灰綠色細砂巖、深灰色粉砂巖與細粒石英砂巖組成。巖石主要由石英、云母類礦物組成，膠結物為粘土類礦物。常見星散狀、團塊狀菱鐵質鮞粒，含植物化石。

北側地層產狀30～45°，傾角22～26°；南側地層傾向180～230°，傾角20～25°，其厚度不詳。與下伏上石炭統(tǒng)船山組地層呈斷層接觸。

(5) 第四系(Q)。

分布在地形平緩和低洼地帶。巖性為含礫砂質粘土，呈半膠結狀，較為松散。砂礫成分主要為砂礫巖，粉砂巖碎塊等。

2.2 構造

含礦地層為單斜層狀構造，產狀傾向160～170°，傾角23～25°。

礦區(qū)內構造以三組斷裂為主，一組為北北東、北東走向，即F3斷裂；一組為近東西向走向，即F1、F2、F4斷裂；另有一組北西—北北西走向的斷裂(F5斷裂)。均為正斷層。

其中F1斷裂總體走向近東西向(走向線呈舒緩的“W”狀)，傾向北北東，傾角約55°。F2斷裂走向近東西向，傾向為南南東—南西向，傾角約25～30°。F3斷裂走向北東向，傾向南東，傾角約70°。F4斷裂地表未出露，由深部工程揭露，其上盤為上石炭統(tǒng)船山組地層，下盤為前震旦系麻源群地層，走向近東西向，傾向南南東—南西向，傾角約20～25°。F5斷裂走向北西—北北西向，傾向北東，傾角約80°。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內未見有巖漿巖出露。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

灰?guī)r礦體賦存于上石炭統(tǒng)船山組(C3c)地層中，呈單斜層狀產出，其產狀與地層產狀基本一致，總體走向為近東西，傾向南(160～170°)，傾角23～25°。受褶曲構造影響，局部產狀略有變化。

礦體僅在北部小范圍裸露于地表，大部分被上二疊統(tǒng)翠屏山組(P2cp)地層或第四系浮土所覆蓋。礦體控制走向長約600m，最高揭露標高為697.5m，最低揭露標高為417.5m，其厚度約58～150m。與上覆上二疊統(tǒng)翠屏山組地層呈斷層接觸，與下伏前震旦系麻源群(AnZm)地層呈斷層接觸。

礦石自然類型為微晶—細晶灰?guī)r和含泥炭質灰?guī)r。礦石的主要礦物成分為方解石(87.1%～99.2%)和生物碎屑，以及少量白云石、微量泥炭質物，見零星分布的黃鐵礦等金屬礦物。平行微層構造、塊狀構造。

礦石主要化學成分平均含量(%)為：CaO 52.92、MgO 0.96、f SiO2≤4。

礦床東部邊界以F3斷裂為界，北側邊界以F1斷裂為界，南側邊界為F2斷裂。

底部常具矽卡巖化，以透輝石石榴子石矽卡巖為主。矽卡巖化主要產生在泥炭質條帶灰?guī)r中，巖石由不規(guī)則變余條帶構成，主條帶為微晶—細晶灰?guī)r，次條帶為硅灰石、透輝石、石英組合帶，后者中殘留方解石集合體；條帶形態(tài)不規(guī)則，時有縮小或膨大現(xiàn)象。

3.2 礦石質量

(1) 礦石結構、構造。

礦石結構主要為生物碎屑結構、微晶—細晶結構和細晶結構。構造為厚層狀至塊狀構造、縫合線構造。

(2) 礦石礦物成分。

礦石的主要礦物成分為方解石(87.1%～99.2%)和生物碎屑，以及少量白云石、泥炭質物，見零星分布的黃鐵礦。

(3) 礦石化學成分。

礦石中CaO含量48.76%～55.54%(平均52.92%)，MgO含量0.22%～3.48%(平均0.96%)，f SiO2含量0.07%～3.89%。

3.3 礦石類型和品級

根據(jù)礦石的礦物成分、結構構造等，礦石類型可劃分為微晶—細晶灰?guī)r和含泥炭質灰?guī)r。礦石的工業(yè)類型為水泥用石灰?guī)r礦石。礦石質量好，局部見有少量質量稍差的礦石(Ⅱ級品)，均圈入到Ⅰ級品中，礦石品級為Ⅰ級品。

3.4 圍巖和夾石特征

(1) 頂、底板。

礦體頂板為上二疊統(tǒng)翠屏山組(P2cp)地層；底板為矽卡巖及前震旦系麻源群(AnZm)地層。

(2) 夾石層。

夾石層分為兩類：一類為(矽卡巖化)泥炭質灰?guī)r(CaO＜45%或f SiO2＞6%)；一類為白云質灰?guī)r(MgO＞3.5%)。共圈出15個夾石層。

(3) 脈巖。

在礦區(qū)東側地表、西側深部見有4條花崗斑巖巖脈(γ π1～γ π4)分布。γ π1鉛直厚度約24～35m，呈脈狀產出，走向北東向，傾向南東向，傾角45～50°。γ π2鉛直厚度約10～25.5m，呈脈狀產出，走向北東向，傾向南東向，傾角45～50°。γ π3鉛直厚度約13m，呈脈狀產出，走向北東向，傾向南東向，傾角45～50°。γ π4地表最大寬度約23m，呈脈狀產出，沿F3斷裂充填，走向北東向，傾向南東向，傾角約70°。

巖石呈淺灰?guī)S綠色，斑狀結構，基質顯微粒狀結構，塊狀構造。斑晶由石英、長石組成，石英斑晶呈單晶或聚晶產出；長石斑晶呈板狀自形。基質已晶出，由顯微粒狀石英、長石、云母類礦物等組成。

4 找礦意義

該礦床屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床，賦存于上石炭統(tǒng)船山組(C3c)地層中，其上覆地層為上二疊統(tǒng)翠屏山組(P2cp)地層，直接找礦標志為上石炭統(tǒng)船山組地層，間接找礦標志為上二疊統(tǒng)翠屏山組地層。

含礦地層隱伏于上二疊統(tǒng)翠屏山組地層之下，兩者呈斷層(滑脫斷層)接觸，為大田縣中部滑脫斷層之下尋找水泥用灰?guī)r礦床提供了又一例證。這對滑脫斷層發(fā)育的大田縣中部尋找水泥用灰?guī)r礦床具有一定的指導意義。